3-24.1传感器及其工作原理课案.ppt

3.敏感元件是传感器中的关键元件，它承担着直接“感知”和转换外界信息的任务．下列关于光敏电阻的说法正确的是 (　　) A．光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而变化 B．光敏电阻的电阻值不会随着光照强度的变化而变化 C．光敏电阻是因为光照变化时发热才改变电阻值的 D．光敏电阻受到光照变化时改变阻值与热效应无关 解析：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时用来导电的粒子极少，导电性能不好；随着光照的增强，可用来导电的粒子增多，导电性能变好．所以光敏电阻的电阻值随着光照的增强而减小，这与热效应无关． AD 1.知道什么是传感器. 3.通过实物认识光敏电阻，了解光传感器的工作原理. 2.知道传感器的种类及其一般结构. 4.1 传感器的原理 第4章 传感器与现代社会 3、基本组成：敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成： 2、基本作用：把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照强度等)转换成电学量(如电压、电流、电容等)，达到易于测量、便于传输、储存、处理方便及自动控制的作用. 非电学量 转换器件 敏感元件 转换电路 电学量 能感受外界信息，并将其按一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫做传感器 一 、传感器简介 1、传感器的概念 干簧管 敏感元件是传感器的核心，是利用材料的某种敏感效应制成的，它可以利用各种物理、化学、生物效应，将非电学参数的变化转换成电学参数的变化. 转换器件将敏感元件采集的信息进行处理,以电压或电流的形式通过转换电路输出。 智能传感器:当转换电路采用计算机进行信息处理并输出数字信息时,这种传感器就叫做智能传感器,如机器人中使用的各种传感器大都是智能传感器. 这种灯控制装置好像能“听到”我们的到来,开灯迎接；又好像能“看到”我们的离去,关灯节能. 声光控延时开关： 能将声、光信息转换成电学量的传感器——声光控延时开关. 二、光声控延时开关电路的工作原理 光声控延时开关是在光照度低于某一值时用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时 “自动关闭”的传感器. 光电转换器 声电转换器 电子线路 被控制线路 光声控延时开关电路原理图 声电转换器件 光电转换器件 动圈式话筒就是一种声电转换器 其内部电子线路的功能就是将光敏、声敏元件获得的电信息信号处理后，变为电子开关的开动作.控制电灯线路 光敏电阻是一种光电转换器 光电传感器: 光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管.光电传感器是由光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的. 光敏电阻 光照越强， 电阻越小 （1）物理型传感器：利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测物信息的传感器，如电容传感器,电感传感器,光电传感器，压电传感器等. 2、物理型传感器中常见的敏感元件： （1）光敏电阻 （光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器） （3）电容式传感器 （位移传感器） （4）霍尔元件 （磁传感器） 三、传感器的类型 1、类型 （2）化学型传感器：利用化学反应识别和检测信息的传感器，如气敏传感器，湿敏传感器等. （3）生物型传感器：利用生物化学反应识别和检测信息的传感器，如组织传感器，细胞传感器等. 光敏电阻 3、敏感元件特性 例：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。 （1）其电阻率与与光照强度有关 （2）其受到光照时电阻会变小 （3）其能够将光学量转化为电阻的变化。 热敏电阻 导电性能：半导体材料的导电性能随温度升高而改善 特点：灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小； 注意：热敏元件分为： 热敏电阻和金属热电阻两种。 金属热电阻：的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。 量的转换：温度变化转换为电阻变化，再转换为电流或电压 机理：载流子随温度的升高明显增多，导电性能变好 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而减小，具有负温度系数 1）热敏电阻 热敏电阻R-T关系示意图 材料：半导体 R T o 2）金属热电阻 特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而增大，具有正温度系数 材料：金属热电阻是用金属做成的 R T O 金属热电阻R-T关系示意图 热敏电阻与金属热电阻的比较 电容式位移传感器 电容式位移传感器能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量 电容式位移传感器示意图 被测物体 x 电容器极板 电介质板 电容C决定于面积S、距离d及板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，会引起电容的变化，通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这